Spinalnerven

Aufbau

Jeder Spinalnerv enthält eine Mischung aus motorischen und sensiblen Fasern. Sie beginnen als Nervenwurzeln, die auf bestimmten Höhen aus dem Rückenmarks hervorgehen.

Jedes Spinalnervensegment besitzt insgesamt vier Wurzeln: eine vordere (Radix anterior) und eine hintere Wurzel (Radix posterior) auf jeweils beiden Seiten. Jede dieser Wurzeln besteht ihrerseits aus jeweils etwa acht feinen Wurzelfasern (Fila radicularia).

Diese Fila radicularia vereinigen sich zur Vorderwurzel und zur Hinterwurzel. Die Vorderwurzel enthält efferente Nervenfasern, die motorische Impulse aus dem ZNS in Richtung peripherer Muskeln transportieren. Die Zellkörper der Vorderwurzel, die sogenannten Alpha-Motoneurone, befinden sich im Vorderhorn des Rückenmarks (Cornu anterius medullae spinalis), welches aus grauer Substanz besteht. In der Vorderwurzel befinden sich sowohl Alpha-Motoneurone, welche die Skelettmuskulatur ansteuern, als auch präganglionäre, autonome Neurone, die Impulse des vegetativen Nervensystems vermitteln.

Die Hinterwurzel enthält afferente Nervenfasern, die sensible Informationen vom Rumpf und den Gliedmaßen an das ZNS übertragen. Die Zellkörper der Hinterwurzel befinden sich nicht in der zentralen grauen Substanz des Rückenmarks, sondern in einer Struktur, die als Spinalganglion bezeichnet wird. Dieses erscheint wie eine spindelförmige Auftreibung und befindet sich beidseits an der Hinterwurzel. Die Vorder- und Hinterwurzeln verbinden sich zum eigentlichen Spinalnerv. Dieser besteht aus einer Mischung  aus sensiblen, motorischen und autonomen Fasern.

Es gibt 31 bilaterale Spinalnervenpaare, die nach den jeweiligen Wirbelsäulensegmenten benannt werden, denen sie entsprechen. Die Spinalnerven verlassen den Wirbelkanal größtenteils über das bilateral liegende Foramen intervertebrale, unterhalb des jeweiligen Wirbels. Daher gibt es 8 cervikale, 12 thorakale, 5 lumbale und 5 sakrale Spinalnervenpaare sowie einen Steißbeinnerv (Nervus coccygeus).

Die Nerven der Halswirbelsäule (Nervi cervicales) weichen von diesem Muster ab. Die Spinalnerven C1-C7 treten aus dem Wirbelkanal oberhalb des entsprechenden Wirbels aus. Das erste zervikale Spinalnervenpaar (C1) entspringt unterhalb des Os occipitale und oberhalb des ersten Halswirbelkörpers. Das achte Paar der Zervikalnerven (C8) entspringt unterhalb des letzten Halswirbelkörpers (C7). Somit gibt insgesamt 8 Nervenpaare, obwohl es nur 7 Halswirbel gibt.

Das Kreuzbein (Os sacrum) unterscheidet sich vom Rest der Wirbelsäule dadurch, dass seine einzelnen Wirbel miteinander verschmolzen sind. Aus diesem Grund gibt es hier keine nach lateral geöffneten Foramina intervertebralia. Die Spinalnerven treten stattdessen die paarigen Foramina sacralia, die sich auf der Vorder- bzw. Rückfläche des Kreuzbeins befinden, nach außen.

Auf der Höhe von C1 bis L1/L2 müssen die Spinalnerven lediglich eine kurze Strecke zurücklegen, um zu ihrer Austrittsstelle zu gelangen, da sie ungefähr auf gleicher Höhe mit ihrem entsprechenden Foramen intervertebrale liegen.

Kaudal der Höhe von L1/L2 läuft das Rückenmark in eine kegelförmige Struktur aus, die als Conus medullaris bezeichnet wird. Kaudal des Conus medullaris verlaufen die Spinalnervenwurzeln, pferdeschweifähnlich angeordnet, innerhalb der schützenden Dura und Arachnoidea mater und umspült von Liquor cerebrospinalis. Ab dieser Ebene werden sie aufgrund ihres Aussehens als Cauda equina (lat. “Pferdeschwanz”) bezeichnet. Die Nervenwurzeln liegen ab hier nun nicht mehr auf gleicher Höhe mit ihren jeweiligen Foramina intervertebralia und müssen daher längere Strecken zurücklegen, um den Wirbelkanal zu verlassen.

Die Dura mater und Arachnoidea mater der Hirnhäute (Meningen), die das Rückenmark im Wirbelkanal umgeben, bedecken die Spinalnervenwurzeln am Übergang zum Foramen intervertebrale und bilden so eine meningeale Hülle. Sie verschmelzen mit dem Spinalnerv zu einer äußeren, bindegewebigen Hülle, dem sogenannten Epineurium.

Verlauf

Nachdem der Spinalnerv den Wirbelkanal verlassen hat, teilt er sich in mehrere Äste auf, einen größeren vorderen (Ramus anterior) und einen kleineren hinteren Ramus (Ramus posterior).

Der vordere Ast (Ramus anterior) versorgt die Haut und Muskulatur des vorderen Rumpfes. Der hintere Ast (Ramus posterior) innerviert die Rückenmuskulatur, sowie die Haut des Rückens. Nervenfasern, die aus unterschiedlichen Spinalnervensegmenten stammen, vereinigen und verflechten sich miteinander und bilden sogenannte Nervengeflechte (Plexus), die der Versorgung der Extremitäten, des Halses und des Hinterhaupts dienen. Die Rami anteriores der oberen zervikalen Spinalnerven bilden den Plexus cervicalis, welcher hauptsächlich die Halsregion versorgt. Die Rami anteriores der Spinalnerven C1-C5 sowie Th1 bilden den Plexus brachialis, der die obere Extremität und Brustregion versorgt. Nur die Segmente Th1 und Th12 sind an der Bildung von Plexus beteiligt. Die übrigen Fasern der thorakalen Spinalnerven bilden hingegen keine Nervengeflechte. Stattdessen verlaufen ihre Rami anteriores segmental und in die Interkostalräume, als sogenannte Interkostalnerven. Die Rami anteriores der Segmente L5-S3 sowie L4-S4 bilden den Plexus lumbosacralis, der die untere Extremität versorgt.

Die Rami communicantes (kommunizierende Äste) sind für die Übertragung autonomer Signale zwischen den Spinalnerven und dem Grenzstrang (Truncus sympathicus) zuständig. Die Spinalnerven bestehen aus einem Ramus communicans griseus oder einem Ramus communicans albus. Die Rami communicantes grisei gibt es auf allen Ebenen des Rückenmarks. Sie tragen postganglionäre Nervenfasern von den paravertebralen Ganglien über den Truncus sympathicus zu ihrem Zielorgan. Die Rami communicantes albi verlassen das Rückenmark nur auf den Ebenen Th1-L2. Über den Grenzstrang führen sie präganglionäre Nervenfasern vom Rückenmark zu den paravertebralen Ganglien.

Die Spinalnerven geben auch einen Ramus meningeus ab, der für die Innervation der Rückenmarkshäute verantwortlich ist.

Fasertypen

Somatisch efferente Fasern entspringen aus der Vordersäule (Columna anterior) der grauen Substanz des Rückenmarks. Sie passieren die Vorderwurzel des Spinalnervs und sind für die motorische Innervation der Skelettmuskulatur verantwortlich.

Somatisch afferente Fasern führen sensible Informationen aus Haut, Gelenken und Muskeln zur Hintersäule (Columna posterior) der grauen Substanz des Rückenmarks. Diese Fasern verlaufen durch das Spinalganglion. 

Viszeral efferente Fasern sind autonome Fasern, welche die Organe versorgen. Sie werden in sympathische und parasympathische Fasern unterteilt. Sympathische Fasern stammen aus den thorakalen Spinalnerven sowie L1 und L2. Parasympathische Fasern entspringen aus den Spinalnerven S2, S3 und S4 und versorgen die Becken- und unteren Bauchorgane. Die übrigen parasympathischen Nerven stammen aus Verlängerungen der Hirnnerven und versorgen die Brust- und Bauchhöhle.

Die viszeral afferenten Fasern tragen sensible Informationen über das Spinalganglion zur Hintersäule der grauen Substanz des Rückenmarks.

Dermatome

Dermatome sind  streifenförmige Hautareale, die von den sensiblen Fasern einer bestimmten Spinalnervenwurzel autonom versorgt werden. Hierbei lassen sich die Hautbereiche jeweils einzelnen Spinalnervensegmenten zuordnen, sodass von segmentaler Innervation gesprochen wird.

Myotome sind in ihrer Organisation den Dermatomen ähnlich. Allerdings handelt es sich hierbei um Gruppen von Muskeln, die von den motorischen Fasern der Spinalnerven versorgt werden. Die Fasern unterschiedlicher Spinalnervensegmente vermischen sich bei der Plexusbildung, sodass ein Myotom immer durch mehrere Segmente versorgt wird. Der Ausfall oder die Schädigung eines Spinalnervensegments führt daher nicht zur vollständigen Lähmung des betreffenden Myotoms oder der entsprechenden Muskelgruppe, da andere spinale Segmente ebenfalls zu ihrer motorischen Versorgung beitragen. Ein Beispiel dafür ist das Zwerchfell, welches von den Spinalnerven C3, C4 und C5 innerviert wird. Zusammen bilden diese Segmente den Nervus phrenicus.

Funktion